抗滑樁在滑坡治理工程應用中的研究

2022-10-12 02:33:06 字數 3796 閱讀 1424

周奎1, 何永東2

(重慶市智翔鋪路技術工程****,重慶400074)

摘要:本文依據抗滑樁在滑坡治理工程實踐出發,系統的闡述了抗滑樁的作用機理、剛性樁與彈性樁的主要區別;詳細的分析了不同工程條件下鋼管樁的在工程應用中的優缺點、適宜性,為鋼管樁在滑坡治理中技術決策提供的可靠的理論支援。同時簡要的闡述的在工程施工中的施工工藝和注意事項,以保證鋼管樁施工質量。

關鍵詞:抗滑樁;剛性樁;彈性樁;適宜性;施工工藝

一、前言

隨著公路的快速發展,以及公路等級的不斷提高,特別是高速公路蓬勃發展,不可避免出現較大規模的邊坡病害,其中滑坡是邊坡的一種典型病害。相應地,滑坡治理技術措施也日新月異,更多的滑坡治理技術措施層出不窮。抗滑樁作為重要的滑坡治理技術措施之一,也廣泛的應用於滑坡治理工程實踐之中。

抗滑樁是指穿過滑坡體深入於滑床的樁柱,借助樁周岩土體對樁的鉗制來穩定土體,用以支擋滑體的滑動力,起穩定邊坡作用的支檔結構。

抗滑樁主要是通過樁身上部受力,從而傳至樁身下部基礎,依靠樁身下部基礎提供的側向阻力來承擔上部滑坡體的滑坡推力。如圖:

二、抗滑樁的作用機理

主要原理:借助樁與周圍岩土體共同作用,把滑坡推力傳遞到穩定地層的一種抗滑結構。抗滑樁像一排排的釘子,把滑坡體育滑床牢牢的釘在一起,從而使滑坡不得移動,以達到穩定滑坡體的作用。

抗滑樁由深入滑床下的錨固段和滑床以上的抗滑段組成;錨固段,即為抗滑樁的基礎,起到保證樁體自身的穩定性;抗滑段則主要是承擔滑坡體的滑坡推力,起到阻止滑坡體沿著軟弱滑動面發生剪下位移而整體地向下滑動,達到增強邊坡滑坡的穩定性及邊坡整體整治的效果。當滑坡體下滑時受到抗滑樁的阻抗,使樁前滑體達到穩定狀態。

根據滑體的厚薄、推力大小、防水要求及施工條件等選用木樁、鋼樁、混凝土及鋼筋混凝土樁。抗滑樁埋入地層以下深度,按一般經驗,軟質岩層中錨固深度為設計樁長的三分之一;硬質岩中為設計樁長的四分之一;土質滑床中為設計樁長的二分之一。當土層沿基岩面滑動時,錨固深度也有採用樁徑的2~5倍。

抗滑樁的布置形式有相互連線的樁排,互相間隔的樁排,下部間隔、頂部連線的樁排,互相間隔的錨固樁等。樁柱間距一般取樁徑的3~5倍,以保證滑動土體不在樁間滑出為原則。

三、彈性樁與剛性樁的主要區別

剛性樁:是指樁的位置發生了偏離,但樁軸線還保持原有線性,其變形主要是由於樁周岩土體的變形所致。

彈性樁:是指樁的位置和樁軸線同時發生改變。

試驗研究表明,當側向受荷樁埋入穩定地層內的計算深度(樁的埋置深度與樁的變形係數的乘積)為某一臨界值時,可視樁的剛度為無窮大;在側向荷載作用下,樁的極限承載力僅取決於樁周岩土體的彈性抗力大小;計算深度為此臨界值時,不管按剛性樁或按彈性樁計算,其水平承載力及傳遞到地層的壓力圖形均比較接近。因此,目前將這個臨界值作為判別剛性樁或彈性樁的標準。

剛性樁或彈性樁判別標準方法如下:

①按法計算,時,抗滑樁屬於剛性樁;

時,抗滑樁屬於彈性樁;

②按法計算,時,抗滑樁屬於剛性樁;

時,抗滑樁屬於彈性樁。

其中: ,

—法的側向地基係數,

—錨固段深度

—樁的變形係數

—樁的正面計算寬度,

—法地基係數的比例係數,

—樁的彈性模量,

—樁的截面慣性矩,

四、抗滑樁在工程應用中的優缺點

抗滑樁主要優點如下:

1、抗滑樁具有承載力大、抗滑能力強,施工圬工體積小、工程量少,在滑坡體的滑動面較深、滑坡體推力大的情況下,抗滑樁布置靈活,抗滑樁節約可靠;

2、抗滑樁施工工作面大,相互之間干擾少;

3、抗滑樁施工需要配套相應的機械裝置,且施工裝置簡單,因而施工***、施工進度快、施工周期短;

4、抗滑樁施工不需要刷方,施工隊滑坡體擾動小,不會引起其他新的災害;

5、抗滑樁鋼筋布設更加合理,可根據承受的彎矩作用沿樁長變化合理布設;

6、開挖樁孔,能直接校核地質情況,檢驗和完善原有設計資料,提高設計資料準確性,滑坡應急搶險治理更加可靠。

主要缺點:耗費鋼材多而工程造價高。

五、抗滑樁的適宜性評價

從地質方面分析:從抗滑樁的施工作用原理和特點分析,抗滑樁適用於除軟塑滑坡體外的各類滑坡,同時也適用於鬆散、軟弱、地下水豐富且不易產生錨固力或對預應力錨索等產生腐蝕作用的滑坡體

從滑坡形式方面分析:抗滑樁適用於滑坡體地下含水量未達到塑流狀態的推移式、漸進後退式滑坡滑坡

從滑坡規模方面分析:抗滑樁適用於處治淺層或中層滑坡,適用於滑動面出口位置較低,且樁持力層條件較好的堆積層滑坡體或殘積層滑坡體;

從滑坡發展階段方面分析:抗滑樁適宜於處於正處於緩慢滑動階段或已經形成滑坡的滑坡體,抗滑樁的採用可以減少施工對滑坡穩定性的影響。

六、抗滑樁的施工工藝

1、施工流程圖

2、施工工藝

(1)測量放樣

首先在抗滑樁施工前對施工圖提供的導線點、水準點及樁位座標進行複測;然後根據滿足要求的複測成果,按照施設計圖準確放出樁位中心線和樁樁心控制點;最後在樁基開挖前和開挖過程中對樁位進行監測。

(2)施工準備

①資料準備:在抗滑樁施工前準備好工程、水文等地質資料,施工圖設計圖紙、施工方案和專項施工方案等工程資料;

②場地準備:平整場地及料場,以便合理對方材料和機具;

③材料準備:按照施工設計圖,按工程要求備料,選用材料的型號、規格符合設計要求並做好檢驗工作;

④裝置準備:按照施工方案,準備好配套的機械裝置,並按規定進行檢查和除錯工作。(3)樁孔開挖

樁孔開挖應採用間隔式開挖的順序,並按照樁孔由淺至深、由兩側向中間的順序施工。

(4)地下水處理

樁孔在開挖過程中應及時排除孔內積水,根據滑坡體內富水情況,可相應的採取坑內直接排水或樁孔外管幫浦降排水。

(5)護壁立模

樁孔開挖的同時,應及時進行鋼筋混凝土護壁,護壁後的樁孔應垂直、光滑。

(6)鋼筋籠製作與安裝

鋼筋籠製作應滿足如下幾點:豎筋的接頭採用雙面搭接、對焊或冷擠壓,接頭點彼此錯開;豎筋搭接處不能與土石分介面或滑動面處於同一介面。

(7)澆注樁身混凝土

當灌注樁孔徑檢查合格後,在所準備的材料滿足要求後即可進行樁心澆注,單根樁必須是連續澆注。

(8)混凝土養護

抗滑樁屬於隱蔽工程,施工過程中應做好施工和檢驗記錄並進行備案,澆注完的混凝土養護期至少為7d,出露在外的樁應及時派專人看護。

3、施工注意事項

(1)間隔施工,跳槽開外樁孔;

(2)當滑坡體岩體破碎鬆散、地下水多且正處於移動中時,宜採用小截面抗滑樁,反之可用較大截面的抗滑樁;

(3)在開挖樁孔的過程中,主要開挖的地質條件,做到及時反饋,以便檢驗、修改和完善設計資料。

七、結束語

隨著抗滑樁在滑坡治理工程中的應用越來越普遍,對於特定的滑坡災害,採用德治理技術措合理與否,是滑坡治理效果理想與否的先決條件;在施工過程,深刻的理解施工工藝和工程施工質量控制點,以確保理想的治理效果。

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